CN111190061B - 一种储能***的测试平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种储能***的测试平台,属于电力储能测试领域。该测试平台包括第一储能***、第二储能***和第三储能***,其中第一储能***包括第一电池模块和第一逆变器,用于模拟交流电网;第二储能***包括第二电池模块和第二逆变器,用于模拟负载;第三储能***为待测储能***,所述第一储能***、第二储能***和第三储能***连接在交流母线上;监控***,该监控***分别采样控制连接所述第一储能***、第二储能***和第三储能***。本发明的测试平台结构简单,仅通过两个储能***就能搭建出测试平台,经济造价低,且能够保证储能***的可靠测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种储能***的测试平台,属于电力储能测试领域。
背景技术
随着智能电网技术的发展和新能源高比例的接入,电网对于储能***的需求越来越迫切。这是因为储能***能够改变发电和用电的同步性原则,可以实现削峰填谷、调峰调频、紧急支撑、延缓电网改造等。其中,飞轮储能***以其长寿命、无污染、安全性高等优点,适合应用于电网短时高频次充放电应用领域。
电力储能在电网调频、调峰、新能源消纳、备用电源等方面均有成功应用,在储能***挂网运行之前,虽然现有的储能并网检测试验***可以对其进行测试,但是其体系架构复杂,需要专用设备进行支撑,经济性不好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储能***的测试平台,用于解决现有测试平台结构复杂、经济造价高的问题。
本发明的储能***的测试平台采用如下技术方案:
第一储能***,包括第一电池模块和第一逆变器,用于模拟交流电网;
第二储能***,包括第二电池模块和第二逆变器,用于模拟负载;
第三储能***,为待测的储能***,所述第一储能***、第二储能***和第三储能***均连接在交流母线上;
监控***,该监控***分别采样控制连接所述第一储能***、第二储能***和第三储能***。
上述技术方案的有益效果是:
本发明的测试平台利用一个储能***模拟交流电网,再利用一个储能***模拟负载,二者均通过电池模块和逆变器来实现,且二者通过测试母线(交流母线)连接,测试母线上连接有待测的储能***,然后通过监控***下发控制命令,分别控制模拟交流电网的储能***和模拟负载的储能***,以模拟负载在交流电网中负荷波动,进而对待测的储能***进行测试,达到测试目的。本发明的测试平台结构简单,仅通过两个储能***就能搭建出测试平台,经济造价低,且能够保证储能***的可靠测试。
进一步,所述第三储能***为飞轮储能***,本发明的测试平台尤其适用于实现电网调频、调峰、新能源消纳、备用电源等功能的储能***,例如飞轮储能***,因此待测的储能***优选为飞轮储能***。
为了实现测试平台的并网,进一步,所述测试平台还包括:
变压器,变压器的低压侧连接所述交流母线,变压器的高压侧用于连接电网进线。
本发明的测试平台在离网模式下,实现的有功功率测试包括以下步骤:
监控***控制所述第一储能***工作在V/F模式,控制所述第二储能***的有功功率变化,确定所述第三储能***在负荷变化过程中的有功功率,并根据第三储能***的有功功率,判断第三储能***是否运行正常。
进一步,在所述第二储能***的有功功率变化时,测试所述第三储能***在充放电过程中的响应速度。
本发明的测试平台在离网模式下,实现的无功功率测试包括以下步骤:
监控***控制所述第一储能***工作在V/F模式,控制所述第二储能***的无功功率变化,确定所述第三储能***在负荷变化过程中的无功功率,并根据第三储能***的无功功率,判断第三储能***是否运行正常。
进一步,在所述第二储能***的无功功率变化时,测试所述第三储能***在充放电过程中的响应速度。
本发明的测试平台在并网模式下,实现的充放电测试包括以下步骤:
在并网模式下,通过监控***发送的控制命令,控制第一储能***和第二储能***发出有功功率,控制第三储能***吸收有功功率,完成第三储能***的充电测试;
在并网模式下,通过监控***发送的控制命令,控制第一储能***和第二储能***吸收有功功率,控制第三储能***发出有功功率,完成第三储能***的放电测试。
附图说明
图1是本发明测试平台实施例中的储能***的测试平台示意图;
图2是本发明测试平台实施例中的第一/第二储能***示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明,即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
如图1所示的储能***的测试平台,包括监控***,第一储能***和第二储能***,其中,第一储能***由第一电池模块和第一逆变器构成,用于模拟交流电网,其额定功率/电量为1MW/2WMh;第二储能***由第二电池模块和第二逆变器构成,用于模拟负载,其额定功率/电量为1MW/1WMh。
图1中,第一储能***通过测试母线(交流母线)连接第二储能***,具体的,测试母线分别连接第一逆变器和第二逆变器的交流侧,第一逆变器的直流侧连接第一电池模块,第二逆变器的直流侧连接第二电池模块。并且,待测储能***(图1中为飞轮储能阵列,也称飞轮储能***)也连接到测试母线上,通过测试母线使待测储能***分别与第一储能***和第二储能***连接。另外,测试母线通过变压器连接电网,即变压器的低压侧连接测试母线,变压器的高压侧连接电网进线,为测试平台工作在并网模式提供电源。
图1中,监控***分别控制连接第一储能***、第二储能***和待测储能***,监测***还用于检测连接所述待测储能***,通过控制第一储能***和第二储能***,模拟负载在交流电网中的负荷波动,对待测储能***进行测试。
本实施例中以飞轮储能***作为待测储能***,该***包括飞轮,电机,轴承,电力转换器和真空室这几部分,由于飞轮储能***属于现有技术,不再详述。本实施例中,飞轮储能***连接测试母线的输出端并联连接有电压互感器,且该输出端串联连接有电流互感器,电压互感器的输出端和电流互感器的输出端均连接至监控***,监控***用过接收电流互感器和电压互感器发送的电流信号和电压信号,用于判断飞轮储能***的参数状态。
本实施例中,在飞轮储能***中飞轮储能芯轴、内壁、转子、定子以及外壳上设置有相应的温度传感器、电压传感器和电流传感器,根据具体测试需要,确定在相应位置上设置哪一种状态检测模块。
本实施例中,测试平台对飞轮储能***进行的测试分别两种工作模式,即并网模式和离网模式。在并网模式下,测试平台的测试方法流程如下:
1)充电测试:
在并网模式下,通过监控***发送的充放电曲线命令,控制电网模拟器(即第一储能***)和负荷模拟器(即第二储能***)分别发出800kW有功功率,飞轮储能***吸收1.6MW能量,完成充电测试,记录测试数据,包括电压数据、电流数据和温度数据。
充电测试过程中,电流互感器和电压互感器将实时采集的电流信号和电压信号发送至监控***,由监控***根据接收的电压信号和电流信号,与飞轮储能***设置的输出电压和输出电流进行比较,判断比较的差值是否在合理范围之内。
2)放电测试:
在并网模式下,通过监控***发送的充放电曲线命令(控制命令),控制电网模拟器和负荷模拟器分别吸收800kW有功功率,飞轮储能***吸收1.6MW能量,完成放电测试,记录测试数据,包括电压数据、电流数据和温度数据。
同样,在放电测试过程中,电流互感器和电压互感器将实时采集的电流信号和电压信号发送至监控***,由监控***根据接收的电压信号和电流信号,与飞轮储能***设置的输出电压和输出电流进行比较,判断比较的差值是否在合理范围之内。
在离网模式下,测试平台的测试方法流程如下:
1)有功功率测试:
在离网条件下,电网模拟器工作在V/F模式(为现有技术,保证输出电压跟频率成正比),飞轮储能***保持在50MJ能量存储状态;通过监控***发送的控制命令,启动负荷模拟器,控制其吸收900kW有功功率,控制电网模拟器输出900kW有功功率,运行20s后,控制负荷模拟器吸收的功率从900kW直线下降到500kW,历时500mS,再从500kW直线上升到900kW,历时500mS。依照此规律连续运行1分钟,要求飞轮储能***在负荷变化的过程中,平滑电源侧出力,一方面验证飞轮储能***的动态响应速度,另一方面验证短时高频次有功功率吞吐能力。
其中,动态响应速度是飞轮储能***的充放电状态转换时的转换速度,根据GB34120-2017要求,通过检测***从90%额定功率充电(放电)到90%额定功率放电(充电)的时间作为充放电转换时间。
2)无功功率测试:
在离网条件下,电网模拟器工作在V/F模式,飞轮储能***保持在50MJ能量存储状态。通过监控***发送的控制命令,启动负荷模拟器,使其工作在视在功率900kVA,功率因数+0.7(感性),控制飞轮储能***工作在视在功率900kVA,功率因数-0.7(容性),电网模拟器输出630kW有功功率。运行20s后,控制负荷模拟器吸收的功率因数从+0.7直线下降到-0.7,历时500mS,再从-0.7直线上升到+0.7,历时500mS。依照此规律连续运行1分钟。要求飞轮储能***在负荷变化的过程中,平滑电源侧功率因数,一方面验证飞轮储能***的动态响应速度,另一方面验证短时高频次无功功率吞吐能力。
本实施例中,用于模拟电网和负载的电池储能***,是采用电池模块和逆变器实现的,作为其他实施方式,还可以在电池模块和逆变器之间串设软启动开关KM,如图2所示。另外,本实施例中的逆变器结构也不限于图2中的逆变器,还可以采用现有技术中其他结构的逆变器,不再赘述。
本实施例中对待测储能***的测试,主要是为了检测负载突变时,待测储能***是否能够迅速的改变充放电状态,以及改变充放电状态的响应速度。还需要说明的是,本发明提出的测试平台不仅适用于飞轮储能***,同时也适用于实现电网调频、调峰、新能源消纳、备用电源等功能的其他储能***。
Claims (6)
1.一种储能***的测试平台,其特征在于,包括:
第一储能***,包括第一电池模块和第一逆变器,用于模拟交流电网;
第二储能***,包括第二电池模块和第二逆变器,用于模拟负载;
第三储能***,为待测的储能***,所述第一储能***、第二储能***和第三储能***均连接在交流母线上;
监控***,该监控***分别采样控制连接所述第一储能***、第二储能***和第三储能***;
变压器,变压器的低压侧连接所述交流母线,变压器的高压侧用于连接电网进线;
所述测试平台实现的充放电测试包括以下步骤:
在并网模式下,通过监控***发送的控制命令,控制第一储能***和第二储能***分别发出有功功率,控制第三储能***吸收有功功率,完成第三储能***的充电测试;
在并网模式下,通过监控***发送的控制命令,控制第一储能***和第二储能***分别吸收有功功率,控制第三储能***发出有功功率,完成第三储能***的放电测试。
2.根据权利要求1所述的储能***的测试平台,其特征在于,所述第三储能***为飞轮储能***。
3.根据权利要求1或2所述的储能***的测试平台,其特征在于,所述测试平台实现的有功功率测试包括以下步骤:
监控***控制所述第一储能***工作在V/F模式,控制所述第二储能***的有功功率变化,确定所述第三储能***在负荷变化过程中的有功功率,并根据第三储能***的有功功率,判断第三储能***是否运行正常。
4.根据权利要求1或2所述的储能***的测试平台,其特征在于,所述测试平台实现的无功功率测试包括以下步骤:
监控***控制所述第一储能***工作在V/F模式,控制所述第二储能***的无功功率变化,确定所述第三储能***在负荷变化过程中的无功功率,并根据第三储能***的无功功率,判断第三储能***是否运行正常。
5.根据权利要求3所述的储能***的测试平台,其特征在于,还包括以下步骤:
在所述第二储能***的有功功率变化时,测试所述第三储能***在充放电过程中的响应速度。
6.根据权利要求4所述的储能***的测试平台,其特征在于,还包括以下步骤:
在所述第二储能***的无功功率变化时,测试所述第三储能***在充放电过程中的响应速度。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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